Jerzy Herdzik
Gdynia Maritime University, Poland
corresponding author’s e-mail:
Abstract
The paper presents problems of limitation the nitrogen oxides emission from marine diesel engines. The emission of noxious substances from combustion of marine fuels is restricted in respect of the atmosphere protection, International Maritime Organization (IMO) regulations and others. The IMO requirements were determined by time of being in force. The first tier started in 2000 year, the second in 2011, the third is being valid from 2016 on USA waters and in some chosen port areas (from 2021 will be obligatory on Baltic Sea, North Sea and English Channel) and it is a necessity to comply those last requirements. In case of NOx – between the first and second tier the emission was limited 20%, while the third step was limited 80% of the first one. This is a very great challenge, because in nowadays marine diesel engines and marine heavy and diesel oils generally applied, it would seem impossible comply those requirements. It was formed environmental controlled areas of NOx emission (ECA) and they will extend. Governments of some countries (USA, Norway) were introduced on own territorial waters the requirements of NOx and SOx emission. In case of exceeding the limits (or a lack of the proper certificates) it was imposed an ecological charge (a form of tax) or the interdict of entrance on regulated water zones. In the paper it was given an attention to the new challenges for engine producers and ship-owners of fulfilling tier 3 standards or search new substitute solutions. The applying solutions for nitrogen oxides emission limitations cause the decreasing of engine efficiency and increasing the fuel consumption (and carbon dioxide emission) up to ten percent. Due to regulations of marine environment protection they generate additional investment and operation cost for ship-owners and charterers.
Keywords
nitrogen oxides, marine engine, emission to the atmosphere, Tier 3 limit
Problemy zmniejszenia emisji tlenków azotu z okrętowych silników wysokoprężnych w celu spełnienia limitu emisji 3
Streszczenie
W artykule przedstawiono problemy ograniczania emisji tlenków azotu z okrętowych silników wysokoprężnych. W celu ochrony atmosfery przed emisją szkodliwych substancji z procesu spalania paliw okrętowych wprowadzono regulacje Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) i inne. Wymagania IMO określają czas wejścia w życie (obowiązywania). Pierwsze ograniczenie emisji tlenków azotu (Tier 1) obowiązuje od 2000 roku, drugie (Tier 2) od 2011, natomiast trzecie (Tier 3) obowiązuje od 2016 roku na wodach amerykańskich i wybranych obszarach portowych (od 2021 roku będzie obowiązywać na Morzu Bałtyckim i Północnym oraz Kanale La Manche) oraz zachodzi konieczność spełnienia tych wymagań. Dla tlenków azotu (NOx) – pomiędzy pierwszym a drugim limitem jest różnica 20%, podczas gdy trzeci limit jest o 80% mniejszy od pierwszego. Jest to wielkie wyzwanie, ponieważ w okrętowych silnikach wysokoprężnych stosuje się paliwa ciężkie i oleje napędowe, wydaje się niemożliwe spełnienie tych wymagań. Utworzono obszary kontroli emisji (ECA) tlenków azotu i te obszary będą się powiększać. Rządy niektórych krajów (USA, Norwegia) wprowadziły własne wymagania na ich wodach terytorialnych odnośnie emisji tlenków azotu i tlenków siarki. W artykule zwrócono uwagę na nowe wyzwania dla producentów silników i armatorów statków w celu spełnienia standardów emisji w limicie Tier 3 lub poszukiwania innych równoważnych rozwiązań. Stosowane rozwiązania ograniczenia emisji tlenków azotu zmniejszają sprawność silników oraz zwiększają zużycie paliwa (i emisji dwutlenku węgla) nawet o dziesięć procent. Z powodu wprowadzenia regulacji chroniących środowisko morskie, generują one dodatkowe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne dla armatorów i czarterujących.
Słowa kluczowe
tlenki azotu, silnik wysokoprężny, emisja do atmosfery, poziom emisji 3
Full text / Pełny tekst
PDF (English)
